检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2020年第4期69卷 1-17页

作者：杨永霞李玉叶古华光赤峰学院机构数学与计算机科学学院赤峰024000 赤峰学院应用数学研究所赤峰024000 同济大学航空航天与力学学院上海200092

Pre-Bötzinger复合体是兴奋性耦合的神经元网络,通过产生复杂的放电节律和节律模式的同步转迁参与调控呼吸节律.本文选用复杂簇和峰放电节律的单神经元数学模型构建复合体模型,仿真了与生物学实验相关的多类同步节律模式及其复杂... 详细信息

Pre-Bötzinger复合体是兴奋性耦合的神经元网络,通过产生复杂的放电节律和节律模式的同步转迁参与调控呼吸节律.本文选用复杂簇和峰放电节律的单神经元数学模型构建复合体模型,仿真了与生物学实验相关的多类同步节律模式及其复杂转迁历程,并利用快慢变量分离揭示了相应的分岔机制.当初值相同时,随着兴奋性耦合强度的增加,复合体模型依次表现出完全同步的“fold/homoclinic”,“subHopf/subHopf”簇放电和周期1峰放电.当初值不同时,随耦合强度增加,表现为由“fold/homoclinic”,到“fold/fold limit cycle”、到“subHopf/subHopf”与“fold/fold limit cycle”的混合簇放电、再到“subHopf/subHopf”簇放电的相位同步转迁,最后到反相同步周期1峰放电.完全(同相)同步和反相同步的周期1节律表现出了不同分岔机制.反相峰同步行为给出了与强兴奋性耦合容易诱发同相同步这一传统观念不同的新示例.研究结果给出了preBötzinger复合体的从簇到峰放电节律的同步转迁规律及复杂分岔机制,反常同步行为丰富了非线性动力学的内涵.

关键词：分岔同步转迁神经放电 Pre-B tzinger复合体

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量子信息处理及其核磁共振实现(英文)

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中国科学院研究生院学报 2007年第3期24卷 391-399页

作者：魏达秀曾锡之刘买利波谱与原子分子物理国家重点实验室中国科学院武汉物理与数学研究所武汉430071

量子特性在信息领域中有着独特的功能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有经典信息系统的极限.我们以液态NMR技术实现量子信息处理中的应用主题开展研究,所取得的成果包括:(1)利用NMR实验实现... 详细信息

量子特性在信息领域中有着独特的功能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有经典信息系统的极限.我们以液态NMR技术实现量子信息处理中的应用主题开展研究,所取得的成果包括:(1)利用NMR实验实现了2个无直接耦合自旋之间的量子密集编码和3个量子位之间的量子密集编码过程.实验结果表明:量子密集编码只需传送N-1个量子位便可以传递N个经典位的信息.(2)利用NMR实验实现了3种多量子算法;提出了一种实现n阶耦合变换的理论方法,根据这种方法可实现任意量子位的Deutsch-Jozsa算法.(3)提出了一种基于量子克隆的量子编码和纠错方案.该方案一方面说明了量子克隆与量子纠错存在一定程度上的联系;另一方面也反映出一些量子克隆过程本身具有一定的抗消相干的能力.(4)提出用2维NMR中的多量子相干实现无消相干子空间(DFS),并在实验上验证了该DFS的避错能力.本方法有效地利用了甲基中3个磁等价的氢核,把原本需要4个化学位移各不相同的核自旋构造的二逻辑位的DFS变成了只需2个化学位移各不相同的核自旋体系构造的二逻辑位的DFS,虽然用的核自旋数“更少”,却能避免更多的错误算符.用多量子相干作为量子计算中的量子位,是一种全新的概念,可以充分利用磁等价的原子核自旋来构造多个量子位,从而扩展了可利用的量子位的数目.

关键词：核磁共振量子信息处理量子计算机量子算法

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广义带参Bernstein-Bézier算子的逼近性质

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数学物理学报（A辑） 2021年第3期41卷 583-594页

作者：齐秋兰郭丹丹河北师范大学数学科学学院&河北省计算数学与应用重点实验室石家庄050024

该文首先介绍了一种新的含参量Bernstein-Bézier型算子;然后,研究了该类算子矩的估计,给出了用连续模表示的收敛速度;最后,得到了这些算子逼近的等价定理.

关键词： Bernstein-Bézier型算子收敛定理连续模 Cauchy-Schwarz不等式

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几种药物对大鼠脑血流和脑代谢影响的磁共振研究

几种药物对大鼠脑血流和脑代谢影响的磁共振研究

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作者：杜小霞中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

磁共振成像是从二十世纪七十年代发展起来的一种影像技术，已经被广泛应用于各个领域，尤其是医学和生物学中。其中磁共振成像和活体波谱，事实已经证明它们能够在药理学中发挥重要的作用。本文主要的工作是利用核磁成像和活体波谱技术... 详细信息

磁共振成像是从二十世纪七十年代发展起来的一种影像技术，已经被广泛应用于各个领域，尤其是医学和生物学中。其中磁共振成像和活体波谱，事实已经证明它们能够在药理学中发挥重要的作用。本文主要的工作是利用核磁成像和活体波谱技术研究药物对实验动物脑功能和代谢的影响。　　论文的第一部分工作是：在本实验室Bruker4.7 T核磁成像仪上首次实现连续动脉自旋标记灌注成像。优化了灌注成像参数，如标记射频脉冲强度和时间、标记梯度大小和标记延迟时间等。还进一步完善了灌注成像方法，修改了已有的成像序列从而实现了T1值定量的测量，进而实现了灌注成像的定量计算。这种灌注成像方法被多次用于实际实验研究中，事实证明这种方法是可行而且有效的。　　论文的第二部分工作是：通过灌注成像研究α2受体和咪唑啉受体药物对脑血流的影响。首先利用灌注成像研究了异氟醚麻醉下大鼠静脉给予可乐定(α2肾上腺素和咪唑啉受体激动剂，且对两种受体选择性相当)和咪唑克生(α2肾上腺素和咪唑啉受体拮抗剂)对脑血流的影响。结果发现可乐定会造成血压、心率和脑血流的显著性降低。咪唑克生能够拮抗可乐定对动脉血压、心率和前脑皮层脑血流的影响;而咪唑克生本身单独作用也会降低脑血流，尤其是纹状体的脑血流。接着用灌注成像，结合T2*加权成像研究了甲苯噻嗪(α2肾上腺素受体选择性激动剂)、可乐定和莫索尼定(咪唑啉受体和α2肾上腺素受体激动剂，对咪唑啉受体选择性更高)这三种药物对脑血流和脑代谢的不同影响。结果发现三种药对血压和心率均有显著性降低作用，而且三种药物的降低程度没有显著性差异。但是三种药物对脑血流的影响不同，甲苯噻嗪导致前脑所有脑区的血流降低，而且降低的程度在三种药物中最大;可乐定导致前脑纹状体和皮层血流降低，程度较低;莫索尼定对脑血流绝大部分时间是没有显著性影响的。三种药对T2*的影响也不相同。它们对脑血流和T2*不同的影响，可能与三种药对中枢系统α2和咪唑啉受体选择性不同以及受体分布差异有关。　　论文的第三部分是有关痴呆动物模型的MRI/MRS研究。结合灌注成像和活体波谱研究渥曼青霉素(WT)和GF-109203X(GFX)造成tau过度磷酸化拟痴呆模型大鼠脑血流和脑代谢的变化。研究结果发现大鼠侧脑室给WT和GFX48小时后，通过灌注成像研究发现额皮质的脑血流(跟假手术组大鼠相比)是显著降低的。通过MRS研究发现WT和GFX给药后，额皮质和海马的总的胆碱含量降低。进一步研究发现总的胆碱含量的降低可能与WT和GFX造成的tau过度磷酸没有直接的关系，而更可能是由WT的其它的药理作用造成的，如磷脂酶A2(PLA2)的抑制和磷酯酰肌醇三磷酸激酶(PI3K)抑制等。

关键词：磁共振成像活体波谱药理学实验脑血流脑代谢

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量子密码通讯与量子非局域性理论研究

量子密码通讯与量子非局域性理论研究

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作者：谭勇刚中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

量子密码学是量子力学与信息论相结合而发展起来的一门交叉学科。经典的RSA密钥系统是一种非对称性的密钥系统，其安全性是建立在计算复杂性的基础之上。最近，Shor提出了大数因子分解的量子算法，从而挑战了RSA公开密钥系统的安全性基... 详细信息

量子密码学是量子力学与信息论相结合而发展起来的一门交叉学科。经典的RSA密钥系统是一种非对称性的密钥系统，其安全性是建立在计算复杂性的基础之上。最近，Shor提出了大数因子分解的量子算法，从而挑战了RSA公开密钥系统的安全性基础。与传统的密码学的安全性基于计算的复杂性相比，量子密钥的安全性是基于量子力学基本原理正确的基础上，因此它是无条件安全的。到目前为止，量子密码学引起了不同学科的关注，包括物理学、信息学以及电子学等领域大量的科学家。虽然近年来量子密码已经逐步由实验室走向商业化，但是其中依然存在很多问题需要解决和改进，其中包括现有一些协议的安全性证明、实际系统缺陷带来的安全性漏洞、寻找更加高效的通信方案。本文将主要讨论真实装置下量子密钥安全性，以及量子非局域性对量子密钥安全性的影响。文章主要包括以下内容：\n 一、光子数可分辨情况下的诱骗态量子密钥方案在实际的量子密钥系统中，光源不是理想的单光子光源，而是弱相干光源。单个脉冲中可能存在两个或者多个光子，这样窃听者(通常用Eve来表示)可以从其中拿出一个光子而得到与合法用户(通常用Alice表示信息的发送者，用Bob表示信息的接收者)一样的编码光子并且储存在量子存储器里面。然后当Alice和Bob公布他们的测量基之后，Eve在相应的基上面测量存储器里面的光子来获取信息，通过这种方法，Eve既可以获取一部分信息，而且还不会被发现，这种攻击方式叫光子数劈裂(PNS)攻击。考虑现有技术条件下，本文给出了一种光子数可分辨的诱骗态方案。发现：1、光子数可分辨的诱骗态方案可以帮助我们减少被标记的多光子脉冲，从而有效地防止了PNS攻击：2、Alice和Bob可以适当提高弱相干光源的强度，从而提高通信的距离。数值计算表明，通过适当地调节脉冲强度，可以使通信距离增加23.9km。\n 二、基于无漏洞的Bell不等式的量子密钥分发1991年Ekert提出Ekert91协议以后，是否冲突Bell不等式成为量子通信的一个安全性判据。但是，实际上由于实际装置存在某些缺陷，使得在现有Bell不等式实验存在一些理论漏洞。比如说，单光子探测器的低效率导致探测漏洞。理论上要求单光子探测器的探测效率至少大于2/(√2+1)。而且一些数值模拟表明现有量子密码实验条件无法满足无漏洞量子密码通讯方案。因此必须寻找基于无漏洞的Bell不等式的新的量子密码通讯方案。在本文中作者将介绍基于无漏洞的Bell不等式的量子密钥分发协议以及它的安全性分析与数值模拟。\n 三、单光子的非局域性在量子密钥分发中的应用很多的实验与理论证明纠缠不仅能够发生在光子与光子之间，还能够发生在单个光子不同的纠缠度之间，这充分展示了单光子的非局域性。使用单光子的非局域性，本文提出一个量子超密编码方案。在该方案中，单光子在单路通讯中可以携带2位的信息。在该协议当中，单光子的两个对易的模一极化模和空间模都将被用来编码信息。在该协议中，本文采用严格的时间窗口来探测窃听者的存在。并且由于用来编码的空间模跟相位是不对易的，该协议可以有效防止光子数劈裂攻击。最后，计算表明如果量子信道的误码率低于18.9%，该方案对单独攻击是安全的。\n 四、经典通信在量子密钥分发中的作用经典通讯通常被应用在量子密码通讯的后处理过程当中。由于量了密码通讯的安全性是基于量子力学基本原理正确性之上，所以表面上看，窃听者只能通过对量子态的攻击来获取信息。本文发现经典信息被误用在所谓的量子对话协议当中，在这些协议当中，公共信道被用来传递秘密信息。研究表明，在这类协议中，Alice和Bob的秘密信息将有一半会被Eve通过经典信道窃取。通过运用Holevo界限，发现他们声称的通讯效率是不可能达到的。\n 五、时间分离的Bell态的不可区分性理论证明，当Bell态的两个粒子在空间上分离时，我们将不能通过局域操作和经典通讯来区分它们。本文证明，时间分离的正交Bell是不能区分的。当EPR对的两个粒子在不同时刻与测量装置发生相互作用，测量装置是无法准确地读取EPR对所处的Bell态上。这就要求Bell基投影测量必须要求两个粒子必须同时被测量。最后，作者指出，时间分离Bell态的不可区分性是一些量子密码通讯方案的安全性基础。

关键词：量子密码通讯光子数劈裂攻击诱骗态非局域性密钥系统安全性分析

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基于核磁共振的代谢组学研究中的几种新数据分析方法与应用

基于核磁共振的代谢组学研究中的几种新数据分析方法与应用

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作者：朱航中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

代谢组学凭借其“整体论”的优势，从其诞生之日起就得到了迅速发展，并在病理学、毒理学、功能基因组学、生物医学、环境科学等领域呈现很大的优势。本文对代谢组学的数据分析方法作出了一些有益的补充和改进，并应用代谢组学技术，对... 详细信息

代谢组学凭借其“整体论”的优势，从其诞生之日起就得到了迅速发展，并在病理学、毒理学、功能基因组学、生物医学、环境科学等领域呈现很大的优势。本文对代谢组学的数据分析方法作出了一些有益的补充和改进，并应用代谢组学技术，对吗啡成瘾、戒断引起的体液(血清、尿液)代谢组成的改变进行了初步的研究。论文包括以下三个方面的主要内容：　　 1.将多元统计分析方法中的多元T检验、组间距离计算以及组内离差平方和计算方法引入到代谢组学的数据分析中，用于回答实验组间是否存在显着差异、量化实验组间差异的大小、评价组内样本的分散程度等基本问题，进一步完善了代谢组学的数据分析方法。　　 2.在统计全相关谱(STOCSY)、扩散排序投影谱(DOPY)和统计扩散排序谱(S-DOSY)的基础上，通过引入新的参数DWC，发展了从单一样品获取分子统计全相关谱(MOSY)方法，以进行复杂体系(代谢组样品)中共振峰的归属。以模型混合溶液以及正常人类尿样为作为测试样品，对几种统计相关谱方法的精度进行了比较，结果表明MOSY方法具有更高的信号识别精度。　　 3.以大鼠吗啡成瘾、戒断模型为研究对象，用代谢组学方法结合多元T检验方法、统计相关方法对吗啡成瘾、戒断引起的尿液、血清生化组成的改变进行了研究。实验观察到了吗啡给药及其它生理刺激造成的大鼠尿液、血清的生化组成的显着改变，并推测吗啡给药对甘氨酸、谷氨酸和γ-氨基丁酸神经递质系统产生了影响。

关键词：核磁共振代谢组学模式识别多元统计扩散排序谱神经递质数据分析

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交叉电磁场中Rydberg态Ba原子实验研究

交叉电磁场中Rydberg态Ba原子实验研究

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作者：沈礼中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

Rydberg原子的强外场效应涉及到原子物理和量子力学的许多基本问题，因而一直是原子物理的重要课题之一。本文利用具有两个价电子和大原子实的高Rydberg态Ba原子作为研究对象，在交叉电磁场中开展了以下四个方面的工作：\n 1、提出... 详细信息

Rydberg原子的强外场效应涉及到原子物理和量子力学的许多基本问题，因而一直是原子物理的重要课题之一。本文利用具有两个价电子和大原子实的高Rydberg态Ba原子作为研究对象，在交叉电磁场中开展了以下四个方面的工作：\n 1、提出了一个简单且行之有效的方法来测量具有微秒量级的原子寿命，并将其应用于Ba原子Rydberg态寿命测量。该方法直接从飞行时间谱中提取寿命信息，比其它方法如延时场电离和传统的激光诱导荧光方法更加有效。得到的Ba原子Rydberg6snp(n=37-59)态寿命与通过别人实验得到的Ba原子绝对振子强度推导出来的结果一致。\n 2、实验获得了大尺度Ba原子在交叉电磁场中的线偏振光谱，并与用复坐标旋转和B样条基全量子化方法计算的二维H原子理论光谱进行了比较。实验上在Stark鞍点以下发现了包络和等能级间隔峰结构，并用不同的复旋转角解释了这一现象。因为现有装置无法探测短寿命态，在Stark鞍点以上实验测量信号很快衰减，但是理论计算发现仍然存在很丰富的能级。\n 3、理论和实验上研究了Ba原子在交叉电磁场中的双势阱问题。由于激发电子隧穿到外势阱中的概率很小，实验中观测到外势阱中信号很微弱。\n 4、探索了交叉电磁场中Rydberg原子的减速问题。利用交叉电磁场和脉冲电场在很短的距离内实现了Ba原子的减速。这种方法相对于Stark和Zeeman减速而言，具有很高的效率，且只需要在很小的空间内完成减速。

关键词： Rydberg态交叉电磁场寿命测量脉冲电场

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量化计算在预测NMR参数和固体催化剂酸性中的应用

量化计算在预测NMR参数和固体催化剂酸性中的应用

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作者：郑安民中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

本论文将量化计算和NMR实验方法相结合，研究了有机分子在分子筛孔道中的吸附以及分子筛H-MCM-22和重要烷基化催化剂BF3/γ-Al2O3的酸结构和酸强度，同时我们成功将组合量子化学ONIOM-GIAO方法用到大体系化学位移的计算。\n　　本文将ON... 详细信息

本论文将量化计算和NMR实验方法相结合，研究了有机分子在分子筛孔道中的吸附以及分子筛H-MCM-22和重要烷基化催化剂BF3/γ-Al2O3的酸结构和酸强度，同时我们成功将组合量子化学ONIOM-GIAO方法用到大体系化学位移的计算。\n　　本文将ONIOM-GIAO方法用来预测有机固体化合物和吸附在分子筛孔道中有机小分子的13C化学位移屏蔽张量，成功将其用于预测氨基酸分子和一系列被吸附有机分子的13C的化学位移。ONIOM-GIAO方法充分将氨基酸晶体(或分子筛骨架)的空间结构和静电势的影响考虑到活性中心化学位移的计算中，计算得到的13C化学位移与实验值符合得非常好。\n　　本文利用ONIOM方法研究了铝原子在分子筛MCM-22骨架中的分布状态，结合探针分子(丙酮和三甲基膦氧)的固体NMR实验，确定了MCM-22分子筛的酸强度和酸分布，合理地了解释该分子筛对某些催化反应所表现出的独特选择性；结合固体NMR实验结果，用量化计算方法从原子分子水平揭示了重要烷基化催化剂BF3/γ-Al2O3酸位形成机理，提出来了BF3修饰γ-Al2O3表面后所产生Bronsted和Lewis酸性位的结构。理论计算提出的酸性位的结构和酸强度完全符合NMR的实验结果。\n　　量化计算表明当异丙醇与萘分子共吸附在丝光沸石孔道中，异丙醇呈现被分子筛Bronsted酸质子化的趋势。这是由于萘分子大的共轭体系所表现出的强溶剂诱导效应，分散了异丙醇碳正离子的电荷，这是一种新的非极性溶剂所产生的诱导效应。

关键词：固体酸分子筛固体催化剂酸性位溶剂化诱导效应量子化学化学位移

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飞秒激光空气等离子体通道特性的研究

飞秒激光空气等离子体通道特性的研究

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作者：岳帅英中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

上个世纪末以来，飞秒激光脉冲在透明和色散媒质中的非线性成丝现象引起了人们持续的研究热情。基于对飞秒激光脉冲大气传输现象和传输机制的深入了解，一种新型遥感探测设备——白光激光雷达系统发展起来，并在大气遥感探测、生物医学... 详细信息

上个世纪末以来，飞秒激光脉冲在透明和色散媒质中的非线性成丝现象引起了人们持续的研究热情。基于对飞秒激光脉冲大气传输现象和传输机制的深入了解，一种新型遥感探测设备——白光激光雷达系统发展起来，并在大气遥感探测、生物医学研究、激光引雷等领域显露良好的应用前景。飞秒激光等离子体通道相关特性的研究是飞秒激光脉冲传输机制研究的一部分，为白光激光雷达遥感探测等相关应用提供参考。\n 本文主要对飞秒激光空气等离子体通道的基本特性进行了理论研究，包括电子密度、电子温度、电阻率、寿命、吸收系数以及等离子体辐射特性等；并从应用的角度出发，对影响等离子体通道有关特性的因素，如入射激光参数等，进行了探讨。论文主要内容如下：\n 1.综合阐述了激光脉冲技术的发展历史、飞秒激光脉冲大气传输的研究历史与现状，以及基于飞秒激光脉冲自导传输特性的白光激光雷达的发展与应用现状。阐述了飞秒激光脉冲大气传输所涉及的主要非线性效应、典型非线性现象。\n 2.理论研究了飞秒激光空气等离子体通道的电子密度、电子温度的径向分布特征，计算了典型激光条件下的电子密度、电子温度的平均值。理论研究了等离子体通道的平均电阻率，以及它与电子密度、电子温度的关系。将上述特征参量的理论计算结果与前人的实验测量结果进行比较，基本符合。理论研究了等离子体自然演化的寿命。最后介绍了本课题组用到的飞秒激光等离子体通道的几种实验诊断方法。\n 3.首次开展了飞秒激光空气等离子体通道的吸收特性的研究。利用前面计算得到的电子密度和电子温度，结合目前常用的辐射不透明度数据库(TOPS)，通过数值模拟的方法，给出了低温低密度的飞秒激光空气等离子体通道的Rosseland吸收系数的解析表达式。分析了Rosseland吸收系数对入射激光参数的依赖关系，并用该方法计算了典型参数下飞秒激光空气等离子体通道的Rosseland吸收系数数值。利用这种解析方法计算吸收系数比由查表法更方便简洁，而且能\n 4.理论研究了等离子体通道的辐射特性。首先研究了等离子体通道的等离子体辐射光谱范围、辐射能流密度。然后结合本组实验结果，研究了飞秒激光空气击穿等离子体的辐射光谱的时间演化特性，得到了典型激光条件下的击穿等离子体的电子温度和特征光谱寿命。通过比较将飞秒和纳秒两种激光击穿等离子体辐射光谱的时间演化特征，探讨了影响激光等离子体的寿命的因素。这些研究为飞秒激光诱导击穿光谱遥感探测、激光引雷等实际应用提供参考。

关键词：飞秒激光脉冲等离子体通道电子密度电子温度激光雷达

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原子滤光器研究及其应用

原子滤光器研究及其应用

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作者：胡志林中国科学院武汉物理与数学研究所

学位级别：博士

该论文首先综述了国内外超窄带原子滤光器发展现状,接着详述了对Rb,Cs,Na三种元素的Faraday反常色散型滤光器进行的理论与实验研究,提出并研究了极化原子滤光器,根据这些研究设计研制了实用器件,并在实际应用中进行了初步检验.对常规原... 详细信息

该论文首先综述了国内外超窄带原子滤光器发展现状,接着详述了对Rb,Cs,Na三种元素的Faraday反常色散型滤光器进行的理论与实验研究,提出并研究了极化原子滤光器,根据这些研究设计研制了实用器件,并在实际应用中进行了初步检验.对常规原子滤光器,分别进行了理论和实验的研究.在常规原子滤光器研究的基础上结合光抽运极化原子与原子核技术,首次提出了采用极化原子实现光学滤波的思想并对这种光学滤波器进行了研究.在FADOF器件制作方面,首先给出了计算电磁式FADOF和永磁式FADOF的方法,并利用计算机辅助设计制作了磁场在0到1000高斯连续可调,均匀度为0.3%的电磁式FADOF器件,可供实验室使用.对潜通讯的应用中,与船总722所合作进行了淡水和模拟海水中激光信号传输及特种研究,取得了较好的效果,证实了FADOF能在对潜通讯中应用的可能性.NaFADOF在白天工作的激光雷达接收系统中得到很好的应用.

关键词：原子滤光器极化原子滤光器光学滤波器 FADOF器件潜通讯激光雷达接收系统

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